橋梁設(shè)計理念探討
2015-06-05
“設(shè)計師應(yīng)該通過自己巧妙的設(shè)計，使原本復(fù)雜的問題簡單化，使原本復(fù)雜而又難與施工的結(jié)構(gòu)變得受力簡單，施工方便”。和國外一些著名建筑比，我國建筑，尤其是公用場館，公共交通方面存在結(jié)構(gòu)受力不合理，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用經(jīng)濟(jì)性差等問題，這其中除了技術(shù)層面外，還是設(shè)計文化的差異，政治因素等方面的原因。從中可以看到，不僅僅是橋，還有機(jī)場，市政建筑，古代教堂，甚至有廣場上和環(huán)境和諧融洽的草坪和樹木。在設(shè)計理念中我們應(yīng)該更多的思考自然生態(tài)和以人為本……，中西不同各有所長。不同文化之間的溝通，有助于我們設(shè)計水平的提高。
1.橋梁美學(xué)設(shè)計理念
橋梁美學(xué)包括“形式美”、“功能美”以及“與環(huán)境協(xié)調(diào)美”三個要素。優(yōu)秀的橋梁建筑總是把橋梁的品質(zhì)和體現(xiàn)橋梁的美學(xué)價值相統(tǒng)一，因而，橋梁設(shè)計師在考慮橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性和經(jīng)濟(jì)要求的同時，應(yīng)十分注重橋梁美學(xué)價值的提高。橋梁不是僅憑其空間構(gòu)成的形式優(yōu)美和具備滿意的形式美就足夠了，同時，使橋梁明顯地體現(xiàn)出其功能，并充滿著生機(jī)勃勃的力量形象，也是美的價值組成了一個不可缺少的要素；它既受環(huán)境的影響制約，同時也影響著環(huán)境，給人們的生活帶來變化。因此，橋梁建筑不僅具有本身的技術(shù)美感，還要與周圍的景觀或整個環(huán)境相協(xié)調(diào)。在加快城市道路基礎(chǔ)設(shè)施建筑的過程中，作為一名工程設(shè)計人員，必須在工作中注重自修橋梁的美學(xué)。并在設(shè)計中重視橋梁的美學(xué)價值和景觀功能，滿足人們的觀賞愿望。在橋梁設(shè)計工作中，想要達(dá)到以上的境界有一定難度，這其中最重要的是要把握好一個“度”。就拿最簡單的構(gòu)造物來說，當(dāng)滿足通行或通航或過水要求的前提時，在經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)?shù)谋尘跋?，什么跨徑的橋梁能因地而就，自然美觀則成為決定性因素。而刻意追求美觀，強(qiáng)力硬拽往往會畫蛇添足，適得其反。就拿最通常的天橋來說，在山區(qū)或平原區(qū)或城市附近都很有講究，在地形地勢復(fù)雜的山區(qū)道路上，構(gòu)造簡單輕盈的上跨橋便足夠了；而平坦廣闊又有景觀需求的地方往往需要通過上跨橋的造型予以彌補(bǔ)；在城市附近，人車流量大的地方，上跨結(jié)構(gòu)無論是上部結(jié)構(gòu)造型還是下部的構(gòu)造形式都應(yīng)充分重視，甚至橋上的具體裝飾物都應(yīng)無微不至。從根本意義上來說。橋的美觀性應(yīng)該是在平和、自然中又賦予靈動。
2.耐久性設(shè)計理念
隨著時代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類建造的各種大型工程規(guī)模巨大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能眾多。這些工程投資巨大，技術(shù)復(fù)雜，環(huán)境影響嚴(yán)重，襲擊破壞幾率增大（風(fēng)、浪、地震、海嘯、船撞等），維修、養(yǎng)護(hù)、加固難度大。因而，過去只限于從設(shè)計、施工質(zhì)量的單一層面上去尋求結(jié)構(gòu)的安全性是不夠的?；诮Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的新設(shè)計理念認(rèn)為，橋梁耐久性的保證是需要橋梁設(shè)計、施工、運(yùn)營和維護(hù)各個階段共同努力的結(jié)果。目前設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)定義的均是設(shè)計建成時期結(jié)構(gòu)具有的使用性能，而對處于使用狀態(tài)的性能隨時間的變化卻缺乏充分的認(rèn)識和儲備，簡單講，似乎只考慮了建造期造價成本，卻忽視了運(yùn)營期的維護(hù)成本和與使用壽命相對應(yīng)的成本效益，這與可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)是相背的。在接踵而來的改擴(kuò)建工程設(shè)計中可以深刻地體會到這一點(diǎn)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，首先是選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析設(shè)計，當(dāng)然，規(guī)范制定了安全系數(shù)和指標(biāo)以確保結(jié)構(gòu)的安全性。按照程序或公式進(jìn)行計算即可。因此就在這個環(huán)節(jié)上忽視了對現(xiàn)階段的施工和管理水平、材料耐久性、結(jié)構(gòu)的后期改造、加寬、維護(hù)以及施工過程中可能造成的人為失誤等問題的充分考慮。即沒有采用適當(dāng)?shù)陌踩取⑷狈?xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計等主動型的設(shè)計方法來確保橋梁使用性能的充分體現(xiàn)。因此，不少橋梁、雖然滿足了現(xiàn)有設(shè)計規(guī)范的強(qiáng)度要求，但不出幾年就因?yàn)槟途眯猿隽舜蟠笮⌒〉膯栴}，嚴(yán)重下去必然會影響到結(jié)構(gòu)安全。為解決這一問題，在設(shè)計和建造階段要挑戰(zhàn)傳統(tǒng)設(shè)計理念：對結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)使結(jié)構(gòu)具有六大特性，即可檢性、可修性、可換性、可強(qiáng)性、可控性及可持續(xù)性。充分認(rèn)識到結(jié)構(gòu)在設(shè)計壽命期內(nèi)各個組成部件具有不同的耐久性極限，需要經(jīng)常維修，甚至更換或加固，才能保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計壽命期內(nèi)的服務(wù)功能。
3.橋梁設(shè)計工作流程的合理化建議
3.1相關(guān)專業(yè)的認(rèn)知對橋梁設(shè)計工作至關(guān)重要在實(shí)際設(shè)計過程中，橋梁方案的確定除了與橋梁（下轉(zhuǎn)第70頁）（上接第66頁）結(jié)構(gòu)本身的受力性能等本專業(yè)知識密不可分外，其與相關(guān)專業(yè)的知識有著千絲萬縷的聯(lián)系，甚者在很多時候，相關(guān)專業(yè)的知識成為決定性因素并起著更為關(guān)鍵的作用。在目前團(tuán)隊(duì)式設(shè)計工作方式下，要把握好兩個方面：一是集成化管理，二是互動式設(shè)計。作為設(shè)計團(tuán)隊(duì)的一員，每一個設(shè)計人員必須清晰地了解整個項(xiàng)目的特點(diǎn)、內(nèi)容、程序和運(yùn)作方式，必須清醒地認(rèn)識到個人工作的思想內(nèi)容和團(tuán)隊(duì)關(guān)聯(lián)性，即做到對項(xiàng)目的深刻理解。因此，充分理解相關(guān)專業(yè)知識，理解項(xiàng)目要點(diǎn)，是把部件設(shè)計化整體設(shè)計的重要途徑，是確定橋梁設(shè)計成功與否的先天因素。
3.2標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的完善和改進(jìn)
從橋梁設(shè)計工作各項(xiàng)階段的比重來看，其實(shí)留設(shè)計人員的真正設(shè)計周期在整個項(xiàng)目的操作過程中所占的比重并不大。在施工圖的末期，即設(shè)計人員安排最為飽和的階段，個別難度較大或更為復(fù)雜的橋梁設(shè)計周期往往更短。因此從某種程度上來說，設(shè)計圖紙的質(zhì)量存在的風(fēng)險也就更大。那是什么原因?qū)е略O(shè)計時間和繪圖時間的不協(xié)調(diào)？怎樣才能把更多的繪圖時間轉(zhuǎn)化為設(shè)計時間呢？不難發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計初期，需要花去很多的時間去進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)的制定。這無疑影響了前一個項(xiàng)目的設(shè)計完善并滯緩了下一個項(xiàng)目的設(shè)計方案準(zhǔn)備。在標(biāo)準(zhǔn)化施工和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的時代，應(yīng)該建立一個不斷更新完善的標(biāo)準(zhǔn)化圖庫體系，把橋梁設(shè)計人員從繪圖中解脫出來，把更多的精力和時間放在真正的設(shè)計過程中，以最大效率提高圖紙的質(zhì)量，最大可能的減少設(shè)計流程中的反復(fù)工作，盡快地形成一個最佳的、良性循環(huán)的設(shè)計流程和體系。
3.3互動式設(shè)計體系制的建立和維護(hù)
橋梁設(shè)計決不是一項(xiàng)獨(dú)立的設(shè)計工作，其與路線、防護(hù)、地質(zhì)、區(qū)域規(guī)劃等多方面緊密相關(guān)。因此作為總體設(shè)計的一部分，其與相關(guān)方面設(shè)計的互動尤為重要。在項(xiàng)目操作過程中，某一項(xiàng)工作的滯后必然會影響到其它工作。在仔細(xì)分析一下設(shè)計產(chǎn)品，不乏一些節(jié)點(diǎn)上的失控和自相矛盾的現(xiàn)象存在。當(dāng)然，在設(shè)計流程中有很多制度和方法進(jìn)行信息傳遞，但這種傳遞缺少互動式的設(shè)計體系去修復(fù)設(shè)計失誤、去強(qiáng)化設(shè)計部門之間的溝通。
4.結(jié)束語
設(shè)計理念的進(jìn)步是橋梁工程發(fā)展的有效推動力，并在橋梁建設(shè)的發(fā)展過程中不斷更新，使設(shè)計作品不斷創(chuàng)新和完善。
